Nasze zrozumienie czarnych dziur może wynikać z aktualizacji dokonanej za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST). Na ostatnich zdjęciach naukowcy natknęli się na zaskakujące odkrycie: grupę słabych czerwonych kropek w odległym wszechświecie. Te małe czerwone kropki, niewidoczne dla poprzednich teleskopów, takich jak Hubble, okazują się czymś nieoczekiwanym – małymi wersjami supermasywnych czarnych dziur.

Czarne dziury to obszary czasoprzestrzeni, w których grawitacja jest tak silna, że ​​nawet światło nie jest w stanie uciec. Supermasywne czarne dziury (SMBH), znajdujące się w centrach większości galaktyk, mogą mieć masę od milionów do miliardów razy większą od masy naszego Słońca. Niektóre supermasywne czarne dziury powstałe we wczesnym wszechświecie wydają się zbyt duże jak na swój wiek. Te „problematyczne kwazary” przyprawiają naukowców o zawrót głowy, ponieważ obecne modele sugerują, że nie powinny rosnąć tak masywnie w tak krótkim czasie.

Nowe ustalenia

Słabe czerwone kropki odkryte przez JWST są jak brakujące elementy układanki. Obiekty te, choć znacznie mniejsze od potwornych kwazarów, nadal potwierdza się, że są supermasywnymi czarnymi dziurami.

Naukowcom udało się je zidentyfikować, analizując konkretny typ sygnatury świetlnej „Im szersza podstawa linii Hα, tym większa prędkość gazu” – wyjaśnia główny badacz Jorryt Matthee. „Zatem te widma mówią nam, że patrzymy na bardzo mały obłok gazu, który porusza się niezwykle szybko i krąży wokół czegoś bardzo masywnego, takiego jak SMBH”.

Te małe czarne dziury są spowite pyłem, stąd ich czerwony kolor. Gdy pył ten zostanie oczyszczony w wyniku własnej aktywności czarnej dziury, ostatecznie przekształci się w gigantyczne kwazary, które widzimy dzisiaj. Badanie tych małych kwazarów daje wgląd w wczesne życie tych kosmicznych gigantów, potencjalnie pomagając nam zrozumieć, w jaki sposób powstały problematyczne kwazary.

Odkrycie to, opublikowane w The Astrophysical Journal, może być poważnym przełomem w naszych poszukiwaniach rozwikłania tajemnic powstawania tych gigantów. Ale podkreśla także niesamowite możliwości JWST. Matthee i jego zespół znaleźli młode kwazary dzięki zbiorom danych uzyskanym w ramach współpracy EIGER (galaktyki linii emisji i gaz międzygalaktyczny w epoce reionizacji) i FRESCO (obserwacje spektroskopowo kompletne pierwszej epoki reionizacji). Są to programy JWST, w które zaangażował się Matthee.

„EIGER został zaprojektowany do badania rzadkich niebieskich supermasywnych kwazarów i ich środowisk. Nie został zaprojektowany do wyszukiwania małych czerwonych kropek. Ale znaleźliśmy je przez przypadek w tym samym zbiorze danych. Dzieje się tak dlatego, że wykorzystując kamerę bliskiej podczerwieni JWST, EIGER rejestruje widma emisyjne wszystkich obiektów we Wszechświecie. Jeśli uniesiesz palec wskazujący i całkowicie wyciągniesz ramię, zbadany przez nas obszar nocnego nieba odpowiada mniej więcej jednej dwudziestej powierzchni Twojego paznokcia. Jak dotąd prawdopodobnie jedynie zarysowaliśmy powierzchnię.”

[via Futurism; image credits: © NASA, ESA, CSA, J. MATTHEE (ISTA), R. MACKENZIE (ETH ZURICH), D. KASHINO (NATIONAL OBSERVATORY OF JAPAN), S. LILLY (ETH ZURICH)]